Виды и функционирование автоматизированных систем
Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 1
Тема: "Виды и функционирование автоматизированных систем (АС)"
Учебные вопросы:
1 Классификация АС.
2 Структурные схемы измерительных информационных систем (ИИС).
3 Сведения о программном обеспечении АС.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на
автоматизированные системы. Термины и определения.
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения:
Введение
Автоматизированная система - система, состоящая из персонала и комплекса
средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию
выполнения установленных функций. Информационная технология – приемы, способы
и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций
сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных. Управление
технологическим процессом - это целенаправленное воздействие на процесс,
обеспечивающее его протекание в оптимальном или заданном режиме. Наука об
управлении, методах получения, передачи и преобразовании информации называется
кибернетикой. Управление технологическим процессом может быть рассмотрено как
процедура, состоящая из трех операций: 1) получение измерительной информации о
состоянии технологического процесса; 2) обработка полученной информации в
соответствии с принятым алгоритмом для определения необходимых управляющих
воздействий; 3) реализация управляющих воздействий для достижения целей
управления.
1 Классификация АС
При классификации автоматизированных систем в зависимости от видов
деятельности различают:
АСОИиУ - автоматизированных систем обработки информации и управления;
АСУ – автоматизированные системы управления;
АСНИ - автоматизированные системы научных исследований;
САПР - системы автоматизированного проектирования;
АСОИ – автоматизированные системы обработки и передачи информации;
АСТПП - автоматизированные системы технологической подготовки
производства;
АСК - автоматизированные системы контроля и испытаний.
АСУ, в свою очередь, также могут быть классифицированы в зависимости от
объекта управления на:
2
АСУТП - автоматизированные системы управления технологическими
процессами;
АСУП - автоматизированные системы управления предприятиями или
производствами.
АСУТП предназначены для выработки и осуществления управляющих
воздействий на технологический объект управления (ТОУ). ТОУ представляет собой
совокупность технологического оборудования и реализуемого в нем технологического
процесса.
Совокупность всех компонентов АСУ, за исключением людей, образует
комплекс средств автоматизации (КСА).
Автоматические системы управления могут рассматриваться, как высшая
форма развития автоматизированных систем, характеризуемая полным отстранением
человека от участия в реализации операций, входящих в процедуру управления
объектом.
Следует отметить, что в соответствии с приведенными определениями все
автоматизированные системы управления рассматриваются как надстройки над
объектами управления. Однако в автоматике существует еще одно понятие "система
автоматического регулирования" (САР), которое относится к совокупности объекта
регулирования и автоматического регулятора, взаимодействующих между собой в
соответствии с алгоритмом управления.
2 Структурные схемы измерительных информационных систем (ИИС)
Измерительная система – это совокупность функционально объединенных мер,
измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других
технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта для
измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и
выработки измерительных сигналов.
Наибольший интерес представляют измерительные информационные системы
(ИИС).
Наибольшее распространение в промышленности получили многоточечные
ИИС последовательного действия. Покажем возможную структурную схему такой
системы.
ИУ
ИВК
ОИ
ПИП
ПВв
ЭВМ
ПВыв
Система включает в себя следующие элементы:
ПИП – множество первичных измерительных преобразователей (датчиков);
3
ПВв – подсистема ввода аналоговых и дискретных сигналов (нормирующие
преобразователи, устройства фильтрации, устройства коммутации, АЦП);
ПВыв – подсистема вывода сигналов (устройства отображения и регистрации
информации, ЦАП);
ИУ – исполнительные устройства для воздействия на объект измерения
(обозначенный ОИ), который в состав ИИС не входит.
В системе можно выделить универсальное ядро, в которое входит часть
нормирующих преобразователей, АЦП, ЭВМ, устройства отображения и регистрации
информации, ЦАП, средства интерфейса. Это ядро получило название –
"измерительно-вычислительный комплекс" (ИВК).
3 Сведения о программном обеспечении АС
Интегрированная АСУ, базой которой являются средства вычислительной
техники, предусматривает взаимодействие различных программных продуктов. Эти
продукты и решаемые ими задачи можно подразделить на уровни в соответствии с
уровнями управления в системе.
На нижнем уровне используются программные продукты для настройки и
функционирования программируемых логических контроллеров.
На среднем уровне используются программные продукты типа SCADA
(Supervisory Control and Data Acquisition – супервизорное управление и сбор данных) и
DCS (Distributed Control Systems – распределенные системы управления). Они решают
задачи управления процессом с операторских станций и поддержки распределенных
систем управления. Кроме этого SCADA-системы и DCS-системы включают в себя
задачи класса MMI (Man-Machine Interface) и HMI (Human-Machine Interface) – для
обеспечения человеко-машинного интерфейса, т.е. двусторонней связи "оператор –
технологическое оборудование".
На верхнем уровне используются программные продукты для решения задач,
относящихся к классу ERP (Enterprise Resource Planning - планирование ресурсов
производства) или MRP (Manufacturing Resource Planning – планирование ресурсов
производства). Системы ERP ориентированы на предприятие в целом, а MRP на его
технологические подразделения.
Постепенно между MMI и ERP образовалась промежуточная группа систем,
называемая МЕS (Manufacturing Execution Systems). Она возникла вследствие
обособления задач, не относящихся ник одной из ранее определенных групп. К
системам принято относить приложения, отвечающих за реализацию следующих
функций: 1) управление производственными и людскими ресурсами в рамках
технологического процесса; 2) планирование и контроль последовательности операций
технологического процесса; 3) управление качеством продукции; 4) хранение
исходных материалов и произведенной продукции по технологическим
подразделениям; 5) техническое обслуживание производственного оборудования; 6)
связь систем ERP и SCADA/ DCS.
4
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 2
Тема: "Содержание и организация метрологического обеспечения"
Учебные вопросы:
1 Структура и задачи метрологических служб.
2 Поверка и калибровка средств измерений (СИ).
3 Применение программных продуктов при поверке и калибровке.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
ГОСТ Р 8.000-2000 ГСИ. Основные положения.
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
Введение
Федеральный
государственный
образовательный
стандарт
высшего
профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подготовки 230100.62
"Информатика и вычислительная техника" содержит в себе требования, которые
должны реализовываться при изучении дисциплины.
В "Область профессиональной деятельности бакалавров", в частности,
включены "автоматизированные системы обработки информации и управления". К
"Объектам
профессиональной
деятельности
бакалавров"
отнесены:
автоматизированные системы обработки информации и управления; математическое,
техническое, программное обеспечение автоматизированных систем.
Бакалавр должен решать следующие профессиональные задачи: участие в
работах по автоматизации технологических процессов в ходе подготовки производства
новой продукции; математическое моделирование процессов и объектов на базе
стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований;
проведение экспериментов по заданной методике и анализ результатов; проведение
измерений и наблюдений, составление описания проводимых исследований,
подготовка данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций.
1 Структура и задачи метрологических служб
Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты
выражены в допущенных к применению в РФ единицах величин и показатели точности
не выходят за установленные границы.
Для выполнения требований единства измерений в РФ создана
Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Цели, задачи и
состав ГСИ указаны в ГОСТ Р 8.000-2000 "ГСИ. Основные положения".
Организационную подсистему Государственной системы обеспечения единства
измерений составляют следующие метрологические службы:
1) Государственная метрологическая служба (ГМС);
2) иные государственные службы ОЕИ;
5
3) метрологические службы федеральных органов исполнительной власти и
юридических лиц.
В свою очередь ГМС включает в себя:
1) подразделения Федерального агентства по техническому регулированию и
метрологии (Росстандарта);
2) государственные научные метрологические центры;
3) территориальные органы.
Государственные научные метрологические центры несут ответственность за
создание, хранение и применение государственных эталонов единиц величин, а также
за разработку нормативных документов по ОЕИ (обеспечению единства измерений).
Территориальные органы представлены региональными центрами метрологии.
Иные государственные службы ОЕИ включают в себя:
1) ГСВЧ - Государственная служба времени и частоты и определения
параметров вращения Земли.
2) ГССО - Государственная служба стандартных образцов состава и свойств
веществ и материалов.
3) ГСССД - Государственная служба стандартных справочных данных о
физических константах и свойствах веществ и материалов.
2 Поверка и калибровка средств измерений (СИ)
Законом Российской Федерации "Об обеспечении единства измерений"
метрологическая деятельность в стране была поделена на две сферы: сферу
государственного регулирования обеспечения единства измерений и сферу
добровольной метрологической деятельности.
Сфера обязательного государственного регулирования ОЕИ распространяется
на: здравоохранение, охрану окружающей среды, обеспечение безопасных условий и
охраны труда и некоторые другие области.
В этой сфере регулирование ОЕИ реализуется поверка средств измерений.
В сфере добровольной метрологической деятельности реализуется калибровка
средств измерений.
Поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых органами
государственной метрологической службы в целях определения и подтверждения
соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.
Поверке подвергают средства измерений, подлежащие государственному
надзору и контролю. Остальные средства измерений подвергают калибровке.
Перечни средств измерений, подлежащих поверке, утверждаются
Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии.
Калибровка средства измерений - совокупность операций, выполняемых в
целях определения и подтверждения действительных значений метрологических
характеристик и пригодности к применению средства измерений, не подлежащего
государственному метрологическому контролю и надзору.
Средства измерений подвергаются поверке или калибровке при выпуске из
6
производства или ремонта, при эксплуатации, при ввозе по импорту.
При поверке (калибровке) измерительного прибора его показания сравнивают с
показаниями рабочего эталона (по старой терминологии - образцового прибора), имеющего
погрешность, в несколько раз меньшую, чем у поверяемого прибора
Требуемый образцовый прибор выбирают по нормативному документу на методы и
средства поверки или из поверочной схемы.
3 Применение программных продуктов при поверке и
калибровке
Применение программных продуктов при калибровке реализовано в
лабораторном практикуме. При этом используется Excel-программа, составляемая
студентами.
При проведении калибровки измерительного канала измерительной
информационной системы (смонтированной на лабораторном стенде в ауд. К-41)
нужно провести загрузку SCADA-системы GLUSHKOV – последовательно выполнив по два
щелчка левой кнопкой мыши на ярлыках: "Мой компьютер", "D:", "Элемер", "IRT 1730". При
этом на экране появится окно, в котором нужно выполнить один щелчок левой кнопкой мыши
на надписи "Запуск". После этого в окне начнут появляться изменяющиеся показания прибора
ИРТ 1730У.
Затем следует выполнить два щелчка левой кнопкой мыши на ярлыке "Программа
регистрации данных", после чего на экране появится главное окно программы GLUSHKOV; в
этом окне будет еще одно окно, в котором следует выполнить один щелчок левой кнопкой
мыши на кнопке "Обновить".
Нужно установить на выходе установки У358 значение тока 0,02 мА – для этого
поставить переключатель "Поправка 0,1" в положение "2"; выполнить щелчок левой кнопкой
мыши на кнопке "Зарегистрировать текущее значение" – при этом будет осуществлена запись
значения в первую колонку таблицы экспериментальных данных.
При последовательной установке на выходе У358 значений тока: 1; 2; 3; 4 мА (для
этого необходимо переключатели установки У358 ставить в положения: 10, 20, 30, 40 делений);
на экране монитора нужно выполнять щелчок левой кнопкой мыши на кнопке
"Зарегистрировать текущее значение" – при этом будет осуществляться запись значения в
первую колонку таблицы экспериментальных данных.
Следует установить на выходе установки У358 значение тока 4,98 мА – для этого
поставить переключатель "Поверяемая отметка" в положение "50", переключатель "Поправка
0,1" в положение "- 2"; выполнить щелчок левой кнопкой мыши на кнопке "Зарегистрировать
текущее значение" – при этом будет осуществлена запись значения в первую колонку таблицы
экспериментальных данных.
Нужно выделиь левой кнопкой мыши шесть экспериментальных значений,
скопировать их в буфер обмена.
Нужно выполнить один щелчок левой кнопкой мыши на заголовке листа "Обработка
данных", загрузить на этот лист Excel-программу "Рез_расчетов 4.1.2 (У358+ИРТ 1730У)" и
провести расчет погрешностей ИК ИИС в автоматизированном режиме.
7
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 3
Тема: "Методы и погрешности измерений"
Учебные вопросы:
1 Классификация методов измерений.
2 Классификация погрешностей измерений.
3 Применение программных продуктов при обработке экспериментальных
данных.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
Введение
Измерение – это совокупность операций, выполняемых для определения
количественного значения величины.
Измерение по приемам получения результатов может быть отнесено к
следующим: прямое, косвенное, совместное, совокупное. Прямое – это измерение, при
котором искомое значение ФВ (физической величины) получают непосредственно от
средства измерений. Например, измерение напряжения вольтметром. Косвенное – это
измерение, при котором искомое значение ФВ (физической величины) определяют на
основании результатов измерений других величин, функционально связанных с
искомой величиной. Например, определение плотности тела по результатам измерений
его массы и объема. При совместном и совокупном измерениях искомое значение
величины находят путем решения системы уравнений, в которых отдельные параметры
получены путем измерений нескольких других величин. При совместном измерении
эти величины являются неодноименными, при совокупном – одноименными.
1 Классификация методов измерений
Метод измерений – это совокупность приемов сравнения измеряемой
величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.
Принцип измерений – это физическое явление, положенное в основу измерений.
Например, термоэлектрический эффект при использовании термопары. Методы
измерений делят на две группы: в первую группы входит один метод –
непосредственной оценки; во вторую группу входят методы сравнения с мерой.
Метод непосредственной оценки – это метод, при котором значение величины
определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора
прямого действия (в котором предусмотрено преобразование сигнала измерительной
информации только в прямом направлении, то есть без обратной связи). Метод
сравнения с мерой – это метод, при котором измеряемую величину сравнивают с
другой величиной, воспроизводимой мерой. К методам сравнения с мерой относятся
несколько методов и в том числе:
- нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия
измеряемой величины и меры на устройство сравнения доводят до нуля. Пример:
8
измерение электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием;
- дифференциальный метод, при котором измеряется разность между
измеряемой величиной и другой одноименной величиной, имеющей известное
значение. Пример: измерение электрического сопротивления компаратором Р3015;
- метод измерений замещением, при котором измеряемую величину замещают
мерой с известным значением величины. Пример: взвешивание на пружинных весах
проводят в два этапа. Вначале на чашку весов помещают неизвестную взвешиваемую
массу и отмечают положение указателя весов; затем эту же массу замещают массой
гирь, подбирая гири так, чтобы указатель установился в том же положении, что и в
первом случае;
- метод измерений дополнением, при котором значение измеряемой величины
дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на элемент сравнения
воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.
2 Классификация погрешностей измерений
Погрешность результата измерения (по РМГ 29) – это отклонение результата
измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.
Погрешности результатов измерений в зависимости от формы представления могут
быть следующие: абсолютная; относительная. Абсолютная погрешность результата
измерения
- это погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины и
представляющая собой разность между результатом измерения X и действительным
значением измеряемой величины хДСТ
X x дст .
Относительная погрешность результата измерения
- это погрешность,
выраженная отношением абсолютной погрешности результата измерения
к
действительному или измеренному значению измеряемой величины. Относительная
погрешность может быть выражена в долях или процентах. Для последнего случая
формула имеет вид
xдст
100 .
Погрешности результатов измерений в зависимости от характера проявления
могут быть следующие:
- систематическая – это составляющая погрешности результата измерения,
остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях
одной и той же физической величины;
- случайная – это составляющая погрешности результата измерения,
изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же
физической величины;
- грубая (промах) – это погрешность результата отдельного измерения,
входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от
остальных результатов этого ряда.
Погрешности результатов измерений в зависимости от причин возникновения
могут быть следующие: инструментальная; погрешность метода измерений
9
(методическая); субъективная (личная);- погрешность из-за изменений условий
измерения.
3 Применение программных продуктов при обработке
экспериментальных данных
Применение программных продуктов при обработке экспериментальных
данных реализовано в лабораторном практикуме. При этом используется Excelпрограмма, составляемая студентами.
При проведении калибровки вольтметра М330 необходимо рукоятками
вариатора установки У300 плавно изменять напряжение, подаваемое на приборы М330
и Щ301-1, так, чтобы стрелка М330 устанавливалась на калибруемых отметках шкалы
Ni , В, сначала при подходе к ним со стороны меньших значений (прямой ход при
калибровке), а затем – со стороны больших значений (обратный ход). При подходе к
каждой отметке Ni следует записывать в черновик протокола калибровки показания
эталона - прибора Щ301-1: при прямом ходе Nдст,1,i, В, при обратном ходе Nдст,2,i ,
В; заносить с клавиатуры в таблицу 1 на экране монитора эти показания, используя точку как
разделитель целой и дробной части чисел (это связано с особенностями программного
обеспечения "Yurimov DESS");
Затем нужно переписать с экрана монитора значения абсолютных
погрешностей 1,i , В, и приведенных погрешностей 1,i , %, для прямого хода,
рассчитанные по следующим формулам:
N
1,i
N
i
1, i
1, i
N нрм
дст,1, i
;
100 ,
где Nнрм – нормирующее значение, равное 15 В.
Аналогично следует поступить со значениями абсолютных погрешностей 2,i ,
В, и приведенных погрешностей 2,i , %, для обратного хода.
Затем с помощью Excel-программы следует рассчитать значения абсолютных
вариаций Vi , В, и приведенных вариаций Vпрв,i , %, по следующим формулам:
V
i
V
N
прв, i
дст,1, i
V
i
N
N
дст,2, i
,
100 ;
нрм
Нужно запишите рассчитанные значения погрешностей вольтметра М330 в
протокол калибровки, сделать заключение о его пригодности к эксплуатации.
10
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 4
Тема: "Виды и погрешности средств измерений"
Учебные вопросы:
1 Классификация средств измерений.
2 Нормирование погрешностей средств измерений.
3 Применение программных продуктов при расчете погрешностей средств
измерений.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
ГОСТ 8.401-80 ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования.
Введение
Результаты измерений выдаются отсчетными устройствами приборов, которые
могут быть: шкальные, регистрирующие и цифровые.
Шкальное отсчетное устройство состоит из циферблата со шкалой и указателя.
Шкала представляет собой совокупность отметок и чисел, изображающих ряд
последовательных значений измеряемой величины. Указателем может быть стрелка
или электронный луч. Отметки шкалы с проставленными числовыми значениями
называются числовыми отметками шкалы.
Основными характеристиками шкалы являются: длина деления шкалы,
выражающаяся расстоянием между осями двух соседних штрихов шкалы; цена деления
шкалы, представляющая собой разность значений величины, соответствующих двум
соседним отметкам шкалы.
Шкала с постоянными по длине делениями и постоянной ценой деления
называется равномерной.
1 Классификация средств измерений
Средства измерений могут относиться к следующим пяти видам:
- мера физической величины – (определение уже было дано на предыдущей
лекции): средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения ФВ
(физической величины) одного или нескольких заданных размеров;
- измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для получения
значений измеряемой ФВ (физической величины) в установленном диапазоне. Прибор
вырабатывает сигнал измерительной информации в форме, доступной для
непосредственного восприятия наблюдателем. Для прибора наименьшее и наибольшее
значения измеряемой величины, указанные на шкале, называются соответственно
начальным и конечным значениями шкалы. Диапазон показаний прибора – это область
значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.
Диапазон измерений прибора – это область значений величины, в пределах которой
нормированы допускаемые пределы погрешности прибора. Наименьшее и наибольшее
значения диапазона измерений называются соответственно нижним и верхним
пределами измерений.
- измерительный преобразователь - средство измерений, служащее для
11
преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал,
удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, передачи.
Преобразователь вырабатывает сигнал измерительной информации в форме,
неподдающейся непосредственному восприятию наблюдателем;
- измерительная установка - совокупность функционально объединенных
средств измерений и других устройств, предназначенная для измерений одной или
нескольких ФВ (физических величин) и расположенная в одном месте;
- измерительная система – это совокупность функционально объединенных
мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других
технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта для
измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и
выработки измерительных сигналов.
2 Нормирование погрешностей средств измерений
Нормирование погрешностей - это способ нормативного регламентирования их
размеров.
Погрешности средств измерений нормируют в виде пределов допускаемых
значений основной и дополнительных погрешностей. Этот способ нормирования
регламентирован стандартом ГОСТ 8.401.
По этому способу могут нормироваться пределы допускаемой абсолютной,
относительной или приведенной погрешности.
Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности СИ,ДП средства
измерений нормируют в виде числа или функции.
В этих двух случаях класс точности обозначают в документации или на самом
средстве измерений прописными буквами латинского алфавита или римскими
цифрами.
Пределы допускаемой относительной основной погрешности СИ,ДП средства
измерений нормируют в виде числа или в виде функции.
Пределы допускаемой приведенной основной погрешности нормируют в виде
числа
СИ , дп
СИ , дп
100
x
нрм
p .
В формуле: "хНРМ" – нормирующее значение; "р" – это положительное число.
Класс точности в случае, когда нормирующим значением является диапазон
измерений, обозначается числом, равным "р", например: 1,5.
Если нормирующим значением является длина шкалы, то класс точности
обозначают числом, размещенным над скрещенными линиями, например:
2,5
Пределы допускаемой дополнительной погрешности, как правило, нормируют
в виде дольного или кратного значения предела допускаемой основной погрешности.
12
3 Применение программных продуктов при расчете
погрешностей средств измерений
Применение программных продуктов при обработке экспериментальных
данных реализовано в лабораторном практикуме. При этом используется Excelпрограмма, составляемая студентами.
При проведении калибровки ИК ИИС, содержащего прибор Ф0303.1Ка-00,
необходимо подготовить к процедуре калибровки измерительного канала программу
"Yurimov DESS" , выполнить следующие операции:
- выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши на ярлыке папки "DESSY",
находящемся на рабочем столе компьютера; выполнить двойной щелчок левой кнопкой
мыши на ярлыке файла Dessy.exe;
- в появившемся окне "Yurimov DESS" слева вверху установить обозначение
порта COM4, щелкните левой кнопкой на кнопке "Вкл", при этом она изменится на
"Выкл" и внизу появится надпись "СОМ порт 4 открыт"; щелкнуть левой кнопкой на
кнопке "Окно", при этом появится выпадающее меню, в котором щелкнуть на поле
"Новое";
- после появления окна "Выбор прибора" выделить позицию "Поиск приборов"
и щелкнуть на кнопке "Выбрать";
- в появившемся окне "Поиск приборов" щелкнуть на кнопке "Поиск", при этом
начнется просмотр адресов и появится запись: "2 отвечает";
- закрыть окно "Поиск приборов";
- в окне "Yurimov DESS" открыть окно "Выбор прибора", в нем выбрать
позицию "Ф0303FT2.1" и нажать кнопку "Выбрать";
- в появившемся окне "Ф0303.1(К)" установить "Адрес прибора 2", при этом в
окне появятся пределы измерений прибора "0" и "10";
- установить на панели "График" в поле "Период" значение "5 с";
- установить на панели "Регистрация" в поле "Период" также значение "5 с";
- установить на панели "График" галочку в поле "Пуск", при этом в поле
"Входной сигнал" появится значение измеряемого напряжения и начнет динамически
отображаться график изменения во времени этого напряжения;
- установить на панели "Регистрация" галочку в поле "Пуск", при этом
появится окно "Сохранить как";
- щелкнуть левой кнопкой мыши на имени файла "Канал.csv", щелкните на
кнопке "Сохранить"; при этом на диске C компьютера в папке "DESSY 2012-13 уч_год"
будет создан файл с именем "Канал.csv".
Затем с помощью Excel-программы следует рассчитать значения погрешностей
и вариаций, сделать заключение о пригодности к эксплуатации ИК ИИС.
13
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 5
Тема: "Характеристики средств измерений"
Учебные вопросы:
1 Статические характеристики средств измерений.
2 Динамические характеристики средств измерений.
3 Применение программных продуктов при определении характеристик
средств измерений.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа
средств измерений".
ПР 50.2.010-94 Требования к государственным центрам испытаний средств
измерений и порядок их аккредитации.
Введение
В сфере государственного регулирования средства измерений и стандартные
образцы подвергаются обязательным испытаниям с последующим утверждением типа
средств измерений.
Испытания средств измерений для целей утверждения их типа проводятся по
ПР 50.2.009. Испытания проводят государственные научные метрологические центры,
аккредитованные в качестве государственных центров испытаний средств измерений
по ПР 50.2.010. Во время испытаний определяются метрологические характеристики
средств измерений, в том числе их статические и динамические характеристики.
На средство измерений утвержденного типа и на сопроводительные документы
наносится знак утверждения типа.
1 Статические характеристики средств измерений
Статической характеристикой (математической моделью статики) средства
измерений называется функциональная зависимость между значениями выходной и
входной величин в равновесных состояниях (в установившихся режимах).
Статическая характеристика средства измерений может быть представлена в
трех формах: аналитической, табличной и графической.
Аналитическая форма статической характеристики – это алгебраическое
уравнение, которое в общем виде записывается
y f (x ) .
(1)
В метрологии статическая характеристика средства измерений может быть
представлена как прямая или как обратная. Прямая – это функция выходной величины
от входной, а обратная – функция входной величины от выходной. Прямую
характеристику обозначают в виде уравнения (1), а обратную в виде уравнения
14
x
f 1( y ) .
(2)
Аналитическая форма прямой линейной статической характеристики в общем
виде
y
bx b .
1
(3)
где b1 , b0 – постоянные параметры.
Параметр b1 в метрологии принято называть чувствительностью средства
измерений и обозначать буквой S.
При линейной статической характеристике чувствительность – это свойство
средства измерений, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого
средства у к вызвавшему его изменению входной величины х
S
y
.
x
(4)
Чтобы представить статическую характеристику в табличной форме, нужно
подставлять значения "х" в формулу (1) – в полном диапазоне их изменения – и
определять соответствующие значения "у". После этого нужно записать все значения в
таблицу.
Диаграмму можно построить по точкам, взятым из таблицы.
2 Динамические характеристики средств измерений
Динамической характеристикой (математической моделью динамики) средства
измерений называется зависимость его выходной величины от времени при
определенном законе изменения входной величины.
Динамические характеристики могут быть представлены в трех формах:
аналитической, табличной и графической.
Динамические характеристики могут быть представлены в различных видах, из
которых в автоматике наиболее часто используются следующие: дифференциальное
уравнение, передаточная функция и частотные характеристики.
Для записи математической модели динамики в виде передаточной функции
необходимо применить операторный метод. В автоматике он используется для
облегчения процедуры решения дифференциальных уравнений. Его суть заключается в
том, что входящие в дифференциальные уравнения функции вещественной
переменной, а именно, времени "t" заменяются другими функциями комплексной
переменной "р".
Зависимость, обозначаемая А( ), которая показывает, как при изменении
Ay
частоты изменяется отношение амплитуд выходных и входных колебаний
,
Ax
называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ).
Ay ( )
.
A( )
Ax ( )
Зависимость, обозначаемая ( ), которая показывает, как при изменении
15
частоты изменяется разность фаз выходных и входных колебаний, называется фазочастотной характеристикой (ФЧХ).
( )
y( )
x( ) .
Комплексная функция частоты, представленная как вектор в показательной
форме
W (i )
i ( )
,
A( )e
у которого модуль А( ) представляет собой амплитудно-частотную характеристику, а
аргумент ( ) – фазо-частотную характеристику, называется амплитудно-фазовой
характеристикой.
3 Применение программных продуктов при определении
характеристик средств измерений
Применение программных продуктов при определении статической
характеристики средства измерений реализовано в лабораторном практикуме. При этом
используется Excel-программа, составляемая студентами.
При проведении идентификации ИК ИИС, содержащего нормирующий
преобразователь, получающий сигналы от магазина сопротивления, имитирующего
датчик, необходимо запустить на исполнение рабочее приложение среде SCADAсистемы ОРМ – кнопкой меню "Стрелка вправо"; при этом в папке "512" появится
новый файл рапорта.
Затем следует увеличивать с помощью магазина Р4834 входное сопротивление
нормирующего преобразователя, последовательно устанавливать на нем требуемые
значения, следить за появлениями соответствующих показаний прибора и для каждого
нового показания запускать и приостанавливать выполнение рабочего приложения –
обеспечивая тем самым последовательную регистрацию шести увеличивающихся
показаний. После этого выполнить аналогичные операции, уменьшая значения
устанавливаемых сопротивлений.
Нужно остановить исполнение процесса, нажав на кнопку меню "Квадрат".
Затем следует сохранить отобранные значения как файл Excel, выделить
мышью 12 показаний, скопировать их в буфер обмена;
Нужно загрузить файл "Рез_расчетов 5.1.2 (ТРМ101+ПТ-ТС-_%_ОРМ-для
линейной модели)" с программой расчета параметров математической модели статики
ИК, вставить 12 значений в соответствующую колонку таблицы. При этом будет
проведен расчет значений параметров модели.
Следует записать значения параметров математической модели статики
измерительного канала измерительной информационной системы и заключение об
адекватности полученной модели.
16
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 6
Тема: "Техническое обеспечение измерительных каналов (ИК)
в автоматизированных системах"
Учебные вопросы:
1 Средства измерений электрических величин.
2 Средства измерений теплотехнических величин.
3 Средства измерений величин, характеризующих состав
и качество.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
ГОСТ 8.134-98 ГСИ. Шкала рН водных растворов.
ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин.
Введение
Техническим обеспечением называется совокупность всех технических
средств, используемых при функционировании автоматизированной системы.
Технические средства делятся на группы по функциональному назначению.
Таких групп четыре:
- изделия для получения информации о состоянии процесса;
- изделия для приема, преобразования и передачи информации по каналам
связи;
- изделия для обработки информации;
- изделия для использования информации.
В качестве примера в первую группу входят датчики, во вторую –
коммутаторы измерительных цепей, в третью – микропроцессорные контроллеры, в
четвертую – исполнительные устройства.
1 Средства измерений электрических величин
Характерными представителями средств измерений электрических величин
являются цифровые измерительные приборы.
Цифровой измерительный прибор (ЦИП) – это средство измерений,
автоматически вырабатывающее сигналы измерительной информации в цифровой
форме.
В приборе происходит преобразование непрерывной измеряемой величины в
цифровой
код.
Это
осуществляется с
помощью
аналого-цифрового
преобразователя (АЦП), в котором сигнал измерительной информации подвергается
дискретизации, квантованию и кодированию.
Дискретизация - это процесс преобразования непрерывного во времени сигнала
в дискретный.
Квантование - это процесс преобразования непрерывного по амплитуде сигнала
17
в фиксированные значения по установленной шкале дискретных уровней.
Кодирование – это процесс условного представления числового значения
величины с помощью последовательности цифр.
Цифровые электроизмерительные приборы (ЦИП) бывают прямого
преобразования и уравновешивающего преобразования.
Прямое преобразование может быть следующих видов:
- числоимпульсное;
- времяимпульсное;
- частотно-импульсное;
- кодово-импульсное.
Цифровой вольтметр с числоимпульсным преобразованием преобразует
непрерывную измеряемую величину – напряжение постоянного тока UХ в число
импульсов N с амплитудой А1.
В приборе имеется источник со ступенчато изменяющимся компенсирующим
напряжением UК. Число ступеней UК этого напряжения к моменту компенсации, когда
UК = UХ, пропорционально измеряемому сигналу.
Таким образом справедливо выражение
UХ= N UК.
Анализ данного выражения показывает, что измерение напряжения сводится к
подсчету числа импульсов.
2 Средства измерений теплотехнических величин
Характерными представителями средств измерений теплотехнических величин
являются термометры.
Термометры могут быть контактными и бесконтактными.
Контактный термометр имеет чувствительный элемент, находящийся в
непосредственном соприкосновении с измеряемой средой.
К бесконтактным термометрам относятся пирометры излучения, действие
которых основано на использовании теплового излучения нагретых тел.
Контактные термометры, наиболее часто используемые в подсистемах ввода
измерительной информации, относятся к следующим видам: термоэлектрические
термометры; термометры сопротивления; манометрические термометры.
Промышленный термоэлектрический термометр представляет собой
измерительный комплекс, состоящий из датчика - термоэлектрического
преобразователя и подключенного к нему с помощью термоэлектродного кабеля
вторичного прибора или нормирующего преобразователя.
Вторичные приборы могут быть аналоговые и цифровые. К аналоговым относятся
приборы непосредственной оценки (милливольтметры) и приборы следящего
уравновешивания (электронные автоматические потенциометры и приборы, выполненные на
микроэлектронной элементной базе).
Принцип измерений температуры основан на физическом явлении
термоэлектрического эффекта, который заключается в том, что в замкнутой цепи, состоящей из
нескольких разнородных проводников, возникает электрический ток, если два места
соединения (два спая) имеют различные температуры.
18
При практических измерениях для включения измерительного прибора цепь
термопары разрывают обычно в свободном спае и получают свободные концы. К ним
подключают вторичный прибор или нормирующий преобразователь с помощью специального
термоэлектродного кабеля, у которого жилы изготовлены из таких же (или похожих)
материалов, что и термоэлектроды термопары. При этом термопара удлиняется и ее
свободные концы переносятся к вторичному прибору или нормирующему преобразователю для введения поправки.
3 Средства измерений величин, характеризующих состав
и качество
Характерными представителями средств измерений величин, характеризующих
состав и качество, являются потенциометрические анализаторы жидкостей.
Эти анализаторы предназначены для определения активности ионов в
растворах электролитов.
Принцип измерений основан на уравнении Нернста, которое характеризует
зависимость потенциала металлического электрода, погруженного в раствор, от
активности ионов этого металла в растворе
RT
E
E0
ln a
,
(1)
Me / Me n
Me / Me n nF
Me n
где E
Me / Me n
- потенциал электрода из металла Ме в растворе
ионов Ме+n;
n – валентность ионов Ме+n;
- нормальный потенциал электрода в однонормальном растворе;
E0
Me / Me n
R – универсальная газовая постоянная;
T – температура раствора;
F – постоянная Фарадея;
a
- активность ионов металла.
Me n
Активность ионов связана с концентрацией зависимостью
a
f C
,
a Me n
Me n
где fa – коэффициент активности, который в разбавленных растворах равен единице.
Для исключения нелинейности в уравнении (1) используют отрицательный
десятичный логарифм активности определяемых ионов, который обозначается
.
pMe n
lg a
Me n
В этом случае уравнение (1) приводится к виду
2,3 RT
E
E0
pMe n .
n
n
nF
Me / Me
Me / Me
Наиболее широко потенциометрические анализаторы применяются для
измерения активности ионов водорода, что связано с определением числа рН.
19
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 7
Тема: "Национальная система стандартизации"
Учебные вопросы:
1 Структура органов и служб стандартизации в Российской Федерации.
2 Виды нормативных документов по стандартизации.
3 Единая система программной документации.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
Федеральный закон РФ "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002
года № 184-ФЗ.
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
Введение
Стандартизация – деятельность по установлению правил и характеристик в
целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение
упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение
конкурентоспособности продукции, работ или услуг.
Формулировка взята из Федерального закона от 27 декабря 2002 года № 184ФЗ "О техническом регулировании".
Этот закон для развития стандартизации в России имеет судьбоносное
значение, поскольку произвел революцию, в частности, сделал требования стандартов
не обязательными, а добровольными.
Революционные изменения в отечественной стандартизации обусловлены тем,
что правила стандартизации в России должны быть гармонизированы с
общемировыми.
1 Структура органов и служб стандартизации в Российской
Федерации
Для усиления роли стандартизации в техническом прогрессе, повышения
качества, конкурентоспособности продукции и экономичности ее производства в
России была разработана и введена в действие Государственная система
стандартизации (ГСС). В условиях глобализации экономических отношений и входе
реформы технического регулирования она с 2006 года была заменена на Национальную
систему стандартизации, которая включает в себя органы и службы стандартизации, а
также фонд документов по стандартизации.
В число органов и служб стандартизации входят:
- национальный орган по стандартизации – Федеральное агентство по
техническому регулированию и метрологии (Росстандарт);
- научно-исследовательские организации по стандартизации;
- технические комитеты по стандартизации;
- службы стандартизации предприятий и организаций.
20
Национальный орган по стандартизации организует работу в области
стандартизации в масштабах всей страны.
Научно-исследовательские организации по стандартизации развивают
национальную систему стандартизации, регламентируют техническую политику в
области стандартизации, сертификации и метрологии.
Технические комитеты по стандартизации организуют разработку и экспертизу
проектов национальных, межгосударственных и международных стандартов.
Технические комитеты создаются по видам продукции, услуг, технологий и видам
деятельности. Разработчиками стандартов могут быть юридические и физические лица.
Службы стандартизации предприятий и организаций (в форме отдела,
лаборатории или бюро) осуществляют организационно-методическое и научнотехническое руководство работами по стандартизации, необходимыми для
деятельности предприятия. Они ведут и актуализируют фонд стандартов, занимаются
разработкой документации по управлению производством, документов по обеспечению
безопасности и охраны труда, участвуют в деятельности технических комитетов по
стандартизации.
2 Виды нормативных документов по стандартизации
К документам в области стандартизации, используемым на территории
Российской Федерации, относятся:
- национальные стандарты;
- правила стандартизации, нормы и рекомендации в области стандартизации;
- общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной
информации;
- стандарты организаций;
- своды правил;
- международные стандарты, региональные (в том числе межгосударственные)
стандарты, региональные своды правил, стандарты иностранных государств и своды
правил иностранных государств, зарегистрированные в Федеральном информационном
фонде технических регламентов и стандартов;
- предварительные национальные стандарты.
Стандарт - документ, в котором в целях добровольного многократного
использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и
характеристики процессов проектирования (включая изыскания), производства,
строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и
утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать
правила и методы исследований (испытаний) и измерений, правила отбора образцов,
требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и
правилам их нанесения.
Международный стандарт - стандарт, принятый международной
организацией.
Национальный стандарт - стандарт, утвержденный национальным органом
Российской Федерации по стандартизации.
21
Региональный стандарт - стандарт, принятый региональной организацией по
стандартизации.
Предварительный национальный стандарт - документ в области
стандартизации, который утвержден национальным органом Российской Федерации по
стандартизации и срок действия которого.
3 Единая система программной документации
Единая система программной документации – комплекс стандартов,
устанавливающих взаимоувязанные правила разработки, оформления и обращения
программ и программной документации.
Стандарты ЕСПД подразделяют на следующие группы с кодами: группа с
кодом 0 – Общие положения; группа с кодом 1 – Основополагающие стандарты; группа
с кодом 2 – Правила выполнения документации разработки; группа с кодом 3 –
Правила выполнения документации изготовления; группа с кодом 4 – Правила
выполнения документации сопровождения; группа с кодом 5 – Правила выполнения
эксплуатационной документации; группа с кодом 6 – Правила обращения программной
документации; группы с кодами 7, 8 – Резервные группы; группа с кодом 9 – Прочие
стандарты.
В обозначение стандарта ЕСПД должны входить:
- цифры 19, присвоенные классу стандартов ЕСПД;
- одна цифра (после точки), обозначающая код группы стандартов;
- двузначное число (после тире), указывающее год регистрации стандарта.
Виды программ и программных документов установлены ГОСТ 19.101-77
"ЕСПД. Виды программ и программных документов".
Процесс создания программ и программных документов регламентирован
стандартом ГОСТ 19.102-77 "ЕСПД. Стадии разработки".
Общие требования к оформлению программных документов установлены ГОСТ
19.105-78 "ЕСПД. Общие требования к программным документам".
Формы, размеры, расположение и порядок заполнения основных надписей листа
утверждения и титульного листа в программных документах установлены ГОСТ 19.10478 ЕСПД. Основные надписи".
Программные документы должны включать:
- текст программы, оформленный по ГОСТ 19.401-78 "ЕСПД. Текст программы.
Требования к содержанию и оформлению";
- описание программы, выполненное по ГОСТ 19.402-78 "ЕСПД. Описание
программы";
- описание применения, приведенное согласно требованиям ГОСТ 19.502-78
"ЕСПД. Описание применения. Требования к содержанию и оформлению".
Правила
составления
спецификации
на
программный
документ
регламентированы ГОСТ 19.202-78 "ЕСПД. Спецификация. Требования к содержанию и
оформлению".
Структура программ и программных документов установлена ГОСТ 19.103-77
"ЕСПД. Обозначение программ и программных документов".
22
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Лекция 8
Тема: "Контроль качества продукции"
Учебные вопросы:
1 Классификация показателей качества продукции.
2 Уровень качества продукции. Методы оценки уровня качества продукции.
3 Применение программных продуктов при контроле качества продукции.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
Федеральный закон РФ "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002
года № 184-ФЗ.
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
Введение
Главным и решающим условием выживания и нормального развития любого
предприятия является обеспечение качества продукции, работ и услуг.
При оптимальном управлении на экстремальном значении поддерживается
критерий оптимальности, которым может служить показатель качества продукции.
Качество продукции – совокупность свойств продукции, обусловливающих ее
пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее
назначением.
Свойство продукции – объективная особенность продукции, которая может
проявляться при ее создании, эксплуатации или потреблении.
Показатель качества продукции – количественная характеристика одного или
нескольких свойств продукции, составляющих ее качество, рассматриваемая
применительно к определенным условиям ее создания, эксплуатации или потребления.
1 Классификация показателей качества продукции
Показатели качества продукции количественно характеризуют пригодность
продукции удовлетворять определенные потребности.
Показатели качества продукции подразделяют - по количеству характеризуемых
свойств продукции - на следующие виды:
- единичные - характеризуют одно из свойств продукции;
- комплексные - характеризуют несколько свойств.
Показатели качества подразделяют - по характеризуемым свойствам продукции
- на следующие виды:
1) показатели назначения;
2) показатели надежности;
3) эргономические показатели;
4) эстетические показатели;
5) показатели технологичности;
6) показатели транспортабельности;
7) показатели стандартизации и унификации;
23
8) патентно-правовые показатели;
9) экологические показатели;
10) показатели безопасности;
11) экономические показатели.
Для определения значений показателей качества используют следующие
методы: измерительный; регистрационный; расчетный; органолептический; экспертный;
социологический.
Измерительный метод осуществляется на основе применения средств
измерений.
Регистрационный метод реализуется на основе наблюдения и подсчета числа
определенных событий, предметов или затрат.
Расчетный метод осуществляется на основе использования теоретических и
эмпирических зависимостей показателей качества продукции от ее параметров.
Органолептический метод осуществляется на основе анализа восприятий
органов чувств.
Экспертный метод осуществляется на основе решения, принимаемого
экспертами.
Социологический метод осуществляется на основе сбора и анализа мнений
потребителей.
2 Уровень качества продукции. Методы оценки уровня качества
продукции
Уровень качества продукции – это относительная характеристика, основанная
на сравнении совокупности значений показателей качества оцениваемой продукции с
базовыми значениями.
Оценка уровня качества – это совокупность операций, включающая выбор
номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции, определение значений
этих показателей и сопоставление их с базовыми показателями.
Для оценки уровня качества однородной продукции применяют следующие
методы: дифференциальный; комплексный; смешанный.
Дифференциальным называется метод, основанный на сопоставлении
совокупности текущих значений единичных показателей качества Рi с
соответствующей совокупностью значений базовых показателей Рiб .
Относительные значения показателей качества не должны выходить за
допустимые пределы. Нижний предел, как правило, диктуется техникоэксплуатационными требованиями, верхний - экономической целесообразностью.
Комплексный метод оценки уровня качества продукции основан на
применении комплексных показателей качества продукции, которые могут быть
выражены в следующих формах: главный показатель; интегральный показатель; средний
взвешенный показатель.
Главный показатель отражает основное назначение продукции и представляет
собой функцию от исходных единичных показателей качества.
24
Интегральный показатель определяется отношением суммарного полезного
эффекта от эксплуатации продукции к суммарным затратам на ее создание.
Средний взвешенный показатель применяют, когда трудно получить
(аналитически вывести) функциональную зависимость между комплексным
показателем и единичными показателями.
Средний взвешенный показатель может быть выражен в следующих формах:
- средний взвешенный арифметический;
- средний взвешенный геометрический.
3 Применение программных продуктов при контроле качества продукции
К показателям качества программных продуктов относятся следующие.
Мобильность программных продуктов означает их независимость от
технического комплекса системы обработки данных, операционной среды, сетевой
технологии обработки данных, специфики предметной области и т.п. Мобильный
(многоплатформенный) программный продукт может быть установлен на различных
моделях компьютеров и операционных систем, без ограничений на его эксплуатацию в
условиях вычислительной сети. Функции обработки такого программного продукта
пригодны для массового использования без каких-либо изменений.
Надежность работы программного продукта определяется бессбойностью и
устойчивостью в работе программ, точностью выполнения предписанных функций
обработки, возможностью диагностики возникающих в процессе работы программ
ошибок.
Эффективность программного продукта оценивается как с позиций прямого
его назначения - требований пользователя, так и с точки зрения расхода
вычислительных ресурсов, необходимых для его эксплуатации.
Учет человеческого фактор означает обеспечение дружественного
интерфейса для работы конечного пользователя, наличие контекстно-зависимой
подсказки или обучающей системы в составе программного средства, хорошей
документации для освоения и использования заложенных в программном средстве
функциональных возможностей, анализ и диагностику возникших ошибок и др.
Модифицируемость программных продуктов означает способность к
внесению изменений, например расширение функций обработки, переход на другую
техническую базу обработки и т.п.
Коммуникативность программных продуктов основана на максимально
возможной их интеграции с другими программами, обеспечении обмена данными в
общих форматах представления (экспорт/импорт баз данных, внедрение или
связывание объектов обработки и др.).
25
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ Лекция 9
Тема: "Сертификация продукции"
Учебные вопросы:
1 Структура органов сертификации.
2 Порядок проведения сертификации продукции.
3 Сертификация программных продуктов.
Нормативные ссылки
В настоящей лекции использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
Федеральный закон РФ "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002
года № 184-ФЗ.
РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
Введение
Сертификация – это форма осуществления органом по сертификации
подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов,
положениям стандартов и условиям договоров.
Юридическая основа сертификации в РФ закреплена следующими законами:
- "О защите прав потребителей", который устанавливает права покупателя,
механизм обеспечения этих прав и меру ответственности за нарушение качества;
- "Об обеспечении единства измерений", который регламентирует
материальную базу процессов сертификации и стандартизации.
Сертификация имеет три уровня:
1) сертификация отдельно взятой продукции;
2) сертификация производства;
3) сертификация производственной системы качества.
Подтверждение соответствия может носить обязательный и добровольный
характер.
1 Структура органов сертификации
Обязательное подтверждение может осуществляться в двух формах: первая
форма – обязательная сертификация, осуществляемая специальным органом по
сертификации; вторая форма – декларирование соответствия, осуществляемое самим
изготовителем продукции.
Наиболее развитой системой сертификации является Система сертификации
ГОСТ Р, которая объединяет более 1100 органов по сертификации и около 2500
испытательных лабораторий. Система сертификации ГОСТ Р имеет собственные
формы сертификатов соответствия и знаков соответствия. Нормативную базу
обязательной сертификации продукции в переходный период составляют
национальные стандарты, санитарные правила и нормы, строительные нормы и
правила, а также другие документы, которые в соответствии с законодательством
Российской Федерации устанавливают обязательные требования к продукции.
При декларировании соответствия заявителем может быть зарегистрированные
в соответствии с законодательством Российской Федерации на ее территории
26
юридическое лицо или физическое лицо в качестве индивидуального предпринимателя,
либо являющиеся изготовителем или продавцом. Круг заявителей устанавливается
соответствующим техническим регламентом. Росстандарту поручено ведение реестра
зарегистрированных деклараций о соответствии.
Добровольное подтверждение осуществляется в форме добровольной
сертификации, проводимой органом по сертификации.
Добровольная сертификация проводится в рамках систем добровольной
сертификации на условиях договора между заявителем и органом по сертификации.
Система добровольной сертификации может быть создана юридическим лицом или
индивидуальным предпринимателем. Системой добровольной сертификации может
предусматриваться применение знака соответствия.
Система добровольной сертификации может быть зарегистрирована
Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, которому
поручено ведение единого реестра зарегистрированных систем добровольной
сертификации.
В настоящее время зарегистрировано около 700 систем добровольной
сертификации. (http://www.vniis.ru/certification).
2 Порядок проведения сертификации продукции
Государственные органы управления уполномочены создавать системы
сертификации для проведения обязательной сертификации в области своей
компетентности.
Система сертификации – совокупность правил выполнения работ по
сертификации, её участников и правил функционирования системы сертификации в
целом.
Основной целью "Система сертификации ГОСТ Р" является защита
потребителей от приобретения и использования продукции, которая опасна для их
жизни, здоровья и имущества, а также для окружающей среды.
Порядок проведения сертификации продукции в этой системе включает семь
этапов:
Этап 1 – "Подача заявки на сертификацию".
Этап 1 завершается рассмотрением заявки в органе по сертификации (в
среднем в течение месяца). Заявителю выдается решение, в котором указано, какие
испытательные лаборатории он может выбрать, а также какие организации могут
проводить сертификацию производства или системы качества.
Этап 2 – "Отбор образцов и их испытания".
Этап 3 – "Оценка производства".
Этап 4 – "Выдача сертификата соответствия".
Срок действия сертификата устанавливает орган по сертификации, но не более
трех лет.
Этап 5 – "Применение знака соответствия".
Этап 6 – "Инспекционный контроль за сертифицированной продукцией".
Этап 7 – "Корректирующие мероприятия".
Они назначаются в случаях нарушения соответствия продукции
установленным требованиям. Срок выполнения мероприятий назначает орган по
27
сертификации. Если корректирующие мероприятия не привели к положительным
результатам, орган по сертификации обязывает изготовителя применить другую
маркировку изделия. При неэффективности корректирующих мер сертификат и
лицензия на знак соответствия аннулируются.
3 Сертификация программных продуктов
Как правило, программные продукты не подлежат обязательной сертификации.
Однако в ряде случаев, например по условиям конкурса, или в соответствии с
условиями контракта на поставку продукции, может потребоваться добровольный
сертификат на программное обеспечение. При этом возможны два варианта
требований, предъявляемых к программному продукту.
В первом случае может потребоваться подтвердить некоторые общие
требования к программному обеспечению, такие как совместимость с конкретными
операционными системами, требования к интерфейсу, требования к сохранению
данных в случае нештатного завершения работы программы и пр. Эти требования
стандартизованы и изложены в национальных стандартах, которые могут быть
применены для испытаний и целей подтверждения соответствия программного
продукта,
Во втором случае может возникнуть необходимость подтвердить некоторые
специфические (нестандартизованные) требования. Например, точность расчетов с
использованием оригинальных алгоритмов, соответствие каким-либо стандартам
организаций, техническим условиям и пр. В этом случае придется провести испытания
программного продукта в какой-либо специализированной организации, и только после
этого, вместе с протоколом испытаний или заключением подать заявку в орган по
сертификации на сертификацию программного продукта. Орган по сертификации
рассматривает данное заключение наряду с протоколами испытаний аккредитованных
лабораторий.
Возможен и третий вариант. Например, в некоторых системах сертификации,
таких как система сертификации оборудования связи, программное обеспечение
является неотъемлемой частью оборудования связи, и всегда сертифицируется
совместно с аппаратной частью. В сертификате соответствия или в декларации
соответствия на оборудование связи всегда указывается версия программного
обеспечения.
Большинство
современных
средств
измерений
функционируют
с
использованием в них в том или ином виде программного обеспечения (ПО).
Программное обеспечение расширяет функциональные возможности средств
измерений, повышает точность и оперативность обработки измерительной
информации.